для чего нужна робототехника
Робототехника. Почему это так важно в современном мире?
Роботы. Совсем недавно мы читали о них в фантастических журналах. Смотрели фильмы о чудо-устройствах из далекого будущего. Представляли, какой будет наша жизнь с умными машинами. И вот уже сегодня у многих по дому передвигаются бытовые роботы-пылесосы, занимающиеся уборкой. На выставках нас встречают, так называемые, социальные роботы, которые общаются с нами и делятся нужной информацией. Боевые роботы спасают многие человеческие жизни, участвуя в разведывательных операциях и разминировании. Промышленные роботы все лучше и качественнее выполняют работу на предприятиях разных направлений. Множество роботов задействовано в логистике крупных компаний. Современную медицину вообще сложно уже представить без роботов. Нас все чаще удивляют новостями о изобретении все новых и новых поистине интересных, очень полезных для человечества умных машин.
Роботы ходят, ездят, летают, плавают, общаются, танцуют и создают шедевры мирового искусства. Да, многие из этих умных машин еще не настолько совершенны в своем исполнении и не всегда действуют автономно, без нашей помощи. Но мы как никогда близки к этому.
Все больше появляется талантливых ученых и специалистов в области робототехники. И все они хотят поделится своим опытом и знаниями в этой области. Команды лучших учеников-изобретателей нашей страны выигрывают мировые олимпиады.
В робототехнике соединяются механика, системы управления и искусственный интеллект, активно развивающиеся в наше время направления, именно эта сфера является важнейшим составляющим научно-технического прогресса в современном мире.
Многие крупные компании запускают проекты по разработке своих роботов, которые будут решать их ежедневные задачи автоматизировано. Эта уникальная возможность для многих изобретателей создать нечто удивительное, воплотить свою идею в жизнь. Робототехнику-изобретателю для этого потребуются глубокие знания в математике, электронике, информатике, механике, кибернетике и радиотехнике.
Робототехника в наше время стала очень доступной. Даже ребенку в детском саду по силам создать своего собственного робота и запрограммировать его. С самого юного возраста есть возможность участвовать в разработке и создании чего-то значительного наравне с гигантами роботостроения.
Разработано множество конструкторов, механизмов, датчиков и других вспомогательных элементов для воплощения задумок. Интегрируются самые разные языки программирования от простых до сложных. Но это только начало.
«Робобудущее» только начинается. Мы принимаем в его приближении самое активное участие. Мы наблюдаем за развитием технологий, за усложнением и расширением даже самого понятия «робот».
Конечно существует множество обсуждений касаемо замены человека роботами во многих профессиях, этически-правовые аспекты использования роботов. Многих пугают пределы развития интеллекта бездушной машины. Но ведь все в наших руках. Как говориться, робот будет умен на столько, на сколько умен его создатель. И конечно нет смысла учиться, к примеру, на бухгалтера, если в будущем сотни таких специалистов заменит робот, который будет точнее и быстрее. При этом он не будет болеть, обедать или спать. А вот учиться контролировать, управлять, обслуживать, чинить, улучшать, создавать новые роботы нужно уже сегодня.
7 причин заняться робототехникой
Робототехника — это прикладная наука, которая включает в себя программирование, проектирование и разработку. Главным направлением является использование роботов для автоматизации технологических процессов. Учебные программы робототехники объединяют программирование, математику, механику, логику, физику. У детей, которые изучают эти дисциплины в школе или на курсах, развивается логика и творческие способности. К тому же у ученика повышается уровень знаний по школьным предметам и точным наукам.
Мы стараемся дополнять современное образование. Помогаем напрямую с учёбой ребятам начиная с 6 класса. Когда начинается физика и информатика, наши ученики уже умеют рассуждать логически. На этом этапе становятся заметны навыки в программировании.
Оксана Букина, руководитель и преподаватель детской IТ-школы Адукар
Развитие проектного мышления
Конструирование и программирование робота развивает проектное мышление. Этот тип мышления помогает смотреть на все задачи и цели как на проект, который нужно завершить. Ребёнок понимает, что каждое его действие направлено на результат, и начинает мыслить задачами. Он представляет робота и функционал, которым нужно его наделить, пошагово работает над проектом, пока не достигнет желаемого результата. Школьнику будет понятно, как завершить начатое ещё до того, как процесс будет запущен. И это очень важно. Ведь во многих современных индустриях рабочий процесс — это ведение проектной деятельности. Поэтому такой тип мышления будет полезен для большинства специалистов.
Достижение результата
В робототехнике невозможно бросить проект на середине. Решение каждой задачи нужно не только продумать, но и привести в действие. Даже если для этого требуется приложить усилия, прибегнуть к экспериментам и отойти от намеченного плана. Ученик не будет останавливаться на абстрактных идеях и пугаться больших задач. Доводить дело до конца — важное качество, которое поможет ребёнку в дальнейшем образовании и карьере.
Креативность
Эксперименты и работа с техникой раскрывают творческий потенциал ребёнка. Он постоянно находится в поиске решений задач и непредвиденных проблем. Школьник всё время придумывает, как прийти к цели, и учится генерировать идеи. В современном мире практически все прогрессивные сферы нуждаются в специалистах, которые могут привнести в общее дело что-то новое. Поэтому умение творчески подходить к работе ценится высоко.
Инженерная мысль
Работа с машиной как основная составляющая робототехники, развивает техническое мышление и прививает инженерную мысль. Ребёнок не просто фантазирует, как привести в работу детали. Он прибегает к смекалке, применяя свои знания в физике, математике и других науках. Такое качество поможет ребёнку в будущем во многих областях, ведь инженерное мышление — основа глобального прогресса.
Развитие логики
Практика
Все полученные в школе знания ребёнок учится применять на практике. И робототехника становится необходимым дополнением к школьному образованию.
Ребёнок, который учится у нас, в четвертом классе может собрать цепь руками с помощью конструктора Arduino. Даже не нужно зубрить Закон Ома. Он сам его объяснит. И школьник на этом этапе недоумевает, почему одноклассники не понимают программу, которая ему даётся естественно.
Оксана Букина, руководитель и преподаватель детской IТ-школы Адукар
Старт в карьере
Начиная изучать робототехнику, ребёнок делает первый шаг в карьере. Ведь это одно из самых востребованных направлений, в котором не хватает профессионалов. В мире большая нехватка квалифицированных специалистов в технологиях искусственного интеллекта — области, в которой разбирается каждый робототехник. На прогрессивных предприятиях теперь работают машины, а не рабочие. Человек только разрабатывает, программирует и управляет роботом. Робототехника помогает в профессиональном развитии даже тем детям, которые ещё не определились, кем они хотят стать в будущем. К окончанию школы они уже умеют применять полученные знания на практике, имеют развитый аналитический склад ума и не боятся трудностей.
Робототехника: для чего она нужна детям?
Еще недавно, говоря о роботах, мы имели в виду научную фантастику или сильно отдаленное будущее. Но технологический процесс с невообразимой скоростью меняет окружающий мир, заставляя меняться нас и наши подходы к образованию детей. Робототехника на сегодняшний день является самым перспективным из инновационных направлений.
С чем ассоциируется у вас понятие о робототехнике?
Многим из нас воображение рисует что-то человекоподобное, с механическими руками и ногами, или паукообразное, а ещё, обязательно представляется знаменитая собака-робот. Одним словом, представление о роботах у многих достаточно узкое и однобокое. На самом деле современные роботы имеют самые разнообразные формы, размеры и назначение.
В частном профессиональном образовательном учреждении « Сибирская региональная школа (колледж) Анны Муратовой » создали большое разнообразие робототехники +
Что же такое робототехника?
Для чего же она нужна детям?
Ребёнку интересно собственными руками создать настоящего робота и понаблюдать за результатом своих трудов. А перед педагогом стоит другая задача: познакомить детей с основами программирования, развить конструкторские навыки, логику, целеустремлённость, уверенность в себе. Робототехника – это идеальное сочетание развлечения с развитием, удовольствия с пользой.
Благодаря конструктору у детей развивается:
Занимаясь конструированием, дети приобретают навыки культуры труда: учатся соблюдать порядок на рабочем месте, распределять время и силы при изготовлении моделей и, следовательно, планировать деятельность.
Таким образом, использование Робототехники в Школе( Колледже) Анны Муратовой позволяет поднять на более высокий уровень развитие познавательной активности детей, а это – одна из составляющих успешности их дальнейшего обучения в школе.
Что такое образовательная робототехника сегодня
Я не являюсь специалистом в области педагогики и образования, к детям отношусь сугубо как личностям в начале жизненного пути, а не к «цветам жизни» и преследую цель заинтересовать их и передать им свой опыт. В робототехнике работаю уже несколько лет и имею неподдельный интерес к этой сфере.
Кружков робототехники в России становится всё больше, однако мало кто из родителей понимает, что именно из себя представляет это направление. Большинство относится к нему скептически, считая что всё завязано на обычном LEGO, в которое можно поиграть и дома или же считают что это оторванный от жизни предмет, на который можно отправить ребенка ради его развлечения и отдыха. С другой стороны, некоторые считают это занятие уделом гениев или ботаников. Ну, или что оно способно сделать гения из их ребенка.
На самом же деле, образовательная робототехника не является ни заумным предметом, ни профессией будущего, ни беззаботным развлечением. А является она базой для серьезного изучения прикладных технических навыков, необходимых для будущего технаря уже сейчас.
Безусловно, это занятие не для всех — многие дети не горят желанием изучать «скучную» теорию вместо того чтобы, условно, порезвиться в спортивной секции. Однако, тех, кто любит всё время что-то создавать своими руками, интересуется компьютерной техникой или просто проявляет интерес к любой технике, образовательная робототехника способна обучить многим навыкам, например:
Самое главное — не стоит нацеливаться на конкретные результаты, вроде занятия призовых мест на различных соревнованиях по робототехнике. Они нужны в первую очередь для социализации, созданию интереса к отрасли и духа соревнования. Это тот самый случай, когда во всех смыслах участие важнее победы. Здесь робототехника ближе к художественной школе с её выставками, где главное — на других посмотреть, да себя показать.
В качестве результата обучения можно рассматривать постепенное увеличение сложности создаваемых проектов (как в кружке, так и дома), однако тут всё индивидуально.
Перейдем к наиболее часто задаваемым вопросам:
Чем мы занимаемся на робототехнике?
Строим роботов, конечно! Интересных и разных. Из LEGO. Изучаем, что такое датчики, шестеренки, гусеницы, для чего это нужно и как это использовать. Воспроизводим некоторые приборы из «взрослого мира», вроде парктроника или охранной системы, а еще строим всякие гусеничные вездеходы.
Для всего этого нам часто приходится использовать математику и банальную интуицию. А логическое мышление — вообще наше всё.
Почему «LEGO»?
Образовательные наборы LEGO Mindstorms EV3 являются международным стандартом для образовательной робототехники, так как ни один другой набор не обладает таким уровнем стандартизации, простоты использования и глубины проработки. Выпущенное в 2013-м году третье поколение образовательного робототехнического набора от LEGO, EV3 (в народе «Ева») обладает поистине необъятной широтой возможностей, заложенных в программное обеспечение и аппаратную составляющую, а совместимость с любыми другими наборами LEGO даже 40-летней давности дает очевидную возможность использовать любые детали для строительства конструкций. Кстати, у LEGO в наборах есть шикарно реализованные механические узлы (дифференциалы, элементы различных типов передач, элементы подвески и тд) и даже внятная пневматика. Ни один другой набор не имеет ничего подобного на том же уровне реализации. Есть еще fischertechnik но он относительно редко мне встречался, а цена та-же.
У скептицизма в сторону LEGO есть две причины:
1. Поверхностное знакомство с этим набором. Многие преподаватели из кружков робототехники (даже ВУЗовских!) грешат тем, что плохо знают то, на чем они работают. Будучи не сильно знакомы с основами конструирования механизмов и программирования, они не в состоянии оценить все возможности инструмента, а тем более задействовать их в образовательных целях.
2. Высоко задранный нос у адептов «старой школы». Это о тех, кто заявляет, что те, кто занимаются на LEGO не знают ни о транзисторах-резисторах, и вообще мы тут из готовых блоков всё делаем и блоками-же программируем. Всё они верно говорят. Не знаем. Только робототехника не про электронику и пайку, а про решение практических задач и автоматизацию. Есть еще вариация с «крутыми программистами», которые сходу занимаются программированием микроконтроллеров и миганием светодиодами, напрочь забывая про механическую часть.
В реальности у LEGO Mindstorms всего 2 существенных минуса:
Для какого возраста подходит робототехника?
На самом деле всё очень индивидуально. В возрасте 5-6 лет большинство детей еще остаются в фазе «игра — основа обучения». В этом возрасте главное — приобрести навык созидания, то есть научиться собирать из конструктора самостоятельно, без инструкций и подсказок, по своему разумению. Примерно с 5,5 лет я беру детей на занятия, где у них, по сути, проходят «прописи» — мы собираем из кубиков машинки, самосвалы, самолёты и вертолеты, и оснащаем эти постройки двигателями, чтобы у них крутились колёса и винты (занимаемся на LEGO WEDO 2.0). Программирование даю только тем, кто сам тянется узнать «как оно там происходит».
С 7 лет обычно ребёнок достаточно созревает, чтобы осознанно вникать в сложные вещи без потери интереса. В этом возрасте занимаемся уже на «Еве», осваивая такие понятия как «градус угла, процент, десятичная дробь» (ну а как иначе, тут мы уже с датчиками вплотную работаем). Обычно ни у кого особенных проблем с этим не возникает, если есть интерес к познанию. Проблемы возникают только тогда, когда нам уже нужно что-нибудь делить-умножать, а в школе этого еще не проходили.
10-14 лет — самый эффективный возраст для обучения, поскольку отношение к предмету обычно более серьезное, интерес более профессиональный, и нет страха перед математикой уровня шестого класса. К тому же можно рассказать, для чего нужны эти пресловутые синусы-косинусы, прикладной смысл которых в школе остаётся неизученным.
Также, спустя год обучения, можно перейти с LEGO на свободную элементную базу (одноплатные компьютеры и датчики из китая + алюминиевые профили из строительного магазина).
А что, если купить такое LEGO домой и заниматься самим?
Это вполне здравая идея, если:
Вы обладаете хотя бы минимальными знаниями о механизмах и программировании и способны изучить набор в полной мере самостоятельно. У вас есть лишние
40 т.р. на покупку набора и некоторых дополнительных модулей. Однако даже в этом случае лучше параллельно учиться в кружке, развивая дома те идеи, которые пришли в голову после изучения новой темы.
Почему мы не используем инструкции?
Когда ребенок что-то строит по инструкции, он просто повторяет, не вникая в суть того, для чего та или иная деталь или узел нужен. Безусловно, купить дорогой набор LEGO Tehnic с кучей механики, пневматикой, и не построить предлагаемые модели по инструкции хотя бы ради изучения принципа работы — плохая идея. Эти модели очень сложные и интересные для изучения. Однако у нас в кружке главное — реализовать какой-либо принцип. А вот каким путем — уже проблема учащегося, которую он должен решить, используя свою голову. Пусть даже неправильно, с ошибками, но — сам. Инструкции у нас используются только когда мы собираем модель с очень сложной механикой и/или программой для изучения принципа работы.
Если в кружке собирают по инструкциям постоянно — это свидетельство профессиональной некомпетентности преподавателя. Такое часто наблюдается в кружках по франшизе и при школах.
Исключением можно считать книжки — сборники разнообразных механических узлов из LEGO (и не только). Такая шпаргалка очень полезна при проектировании.
Как происходит процесс программирования?
Для LEGO Mindstorms EV3 есть несколько вариантов:
Робототехника: чем полезна для детей
Наука о роботах (робототехника) приобретает все большую популярность в нашей жизни: специальные роботы изучают космическое пространство, на заводах применяются руки-манипуляторы, летающие дроны помогают операторам и корреспондентам, современные «умные» протезы улучшают жизнь людей с нарушенным здоровьем, а роботы-пылесосы и мойщики окон облегчают труд домохозяйкам.
В нашем веке возможность изучать и заниматься робототехникой появилась не только у научных сотрудников, но и у детей! Расскажем подробно о том, что такое робототехника, в чем ее польза для детей и с какого возраста можно приобщать ребенка к занятиям.
Что такое робототехника?
Робототехника – это наука, которая изучает проектирование и использование автоматизированных технологических систем, а попросту – роботов. Для детей существует возможность изучения робототехники в школах и в секциях дополнительного образования. Создаются роботы при помощи специальных конструкторов. Дети легко вовлекаются в этот процесс, ведь создать робота самостоятельно, а главное – получить результат, чрезвычайно интересно.
Большим плюсом также является тот нюанс, что занятия сочетают в себе как получение знаний, так и развлечения, а потому приобретают все большую востребованность у детей и их родителей.
Если ваш ребенок выказывает искренний интерес к технологиям, обратите внимание на робототехнику, в процессе изучения он освоит множество полезных навыков, станет более самостоятельным, активным и поверит в свои силы.
В чем польза робототехники для детей?
Польза этой науки бесспорна!
Конструируя роботов, ваш ребенок:
речь и умственные способности;
мелкую моторику рук.
работать в команде;
поэтапно действовать от простого к сложному;
хорошо ориентироваться в пространстве;
самостоятельно принимать решения;
уважать чужой труд;
доводить начатое дело до логического завершения.
азы компьютерной грамотности;
основы математики и физики;
работу с механизмами;
проектирование и конструирование;
многообразие окружающего мира;
навыки общения с педагогами и сверстниками;
английский язык (ведь большинство программ и обучающих текстов подаются именно на английском).
Дети, которые с раннего возраста посещали уроки робототехники, в будущем намного легче осваиваются в таких серьезных дисциплинах, как: программирование, физика, инженерное дело. Причиной этого является то, что самое простейшее конструирование в детские годы дает понимание того, как частное относится к целому, как из мелких частиц собрать рабочий продукт. В будущем такой интуитивный навык сослужит человеку хорошую службу.
Когда начинать обучение и где учить?
Детство – лучшая пора для занятий в кружках робототехники. Психологи называют самым подходящим возрастом – 4 года, ведь четырехлетки уже понимают абстракцию и способны составить алгоритмы и спроектировать схему, как бы нереально это не звучало. Приобщать малыша к робототехнике можно как в специальных кружках, так и дома, покупая конструкторы с механическими деталями. Если вы отдали свое чадо в секцию, необходимо параллельно начать изучать основы математики, иначе ребенку будут трудно.
В 10 лет дети уже могут изучать и программирование, в этом возрасте ребята начинают разбираться в структуре хранения данных и в более сложных алгоритмах. Для таких детей в дополнительном образовании уже доступно изучение теории машин и проектирование роботов.
Обучение должно быть эффективным и проходить под неусыпным надзором грамотного преподавателя с хорошей профессиональной подготовкой, который сможет учесть и возрастные, и умственные способности каждого ребенка. Нужно понимать, что робототехника дает детям возможность расширить пространство для развития своей творческой и познавательной активности, реализовать свои лучшие качества и способности, стать возможным стартом в будущей взрослой профессиональной деятельности. Все эти факты накладывают на профессию педагога по робототехнике определенную ответственность и владение обязательными знаниями.
Поэтому мы рекомендуем педагогам и родителям освоить нашу дистанционную программу в области преподавания робототехники. Курс дает реальную возможность выполнять обязанности педагога робототехники на высоком уровне и в финале обучения приобрести навыки планирования и реализации занятий в сфере дополнительного образования.
Какие конструкторы выбрать?
Конструкторы для занятий подбираются в соответствии с образовательной программой и возрастом ребенка. Они могут быть как отечественного, так и зарубежного производства. Для дошколят рекомендуется всеми любимый Lego – его легко собирать, он содержит детали ярких цветов, чем вызывает искренний восторг у самых маленьких конструкторов.
Для младших школьников и начинающих также подойдет набор Fischertechnik – его плюс в наличии настоящих проводов и штекеров, которые создают ощущение взрослого программирования.
В четырнадцать лет подростки отдают предпочтение более сложным моделям, требующим навыков программирования. Это ТРИК или Raspberry.
Отличие робототехники для детей от профессиональной взрослой
Детская робототехника ставит перед собой задачу научить детей самой дисциплине, а опытные специалисты решают конкретные «взрослые» задачи.
Малыши начинают занятия с самых простейших действий: разбираются с моторами, заставляют робота двигаться и поворачиваться. Состоявшиеся профессионалы же занимаются созданием серьезных технических систем.
Но все мы пониманием, что без детской робототехники не будет и взрослой, без интереса ребенка к созданию роботов не будет профессионального успеха у взрослого человека.
Роботы, которых создали школьники
В качестве примера о пользе занятий робототехникой расскажем об одаренных школьниках и изобретениях, которые им удалось создать.
Новороссиец Михаил Вульф, когда учился в 10 классе, изобрел робота для спасения утопающих. Его проект состоял из двух составляющих: катамаран с прикрепленной сеткой и манипулятор, способный вытащить из воды тонущего человека.
Федор Носков, старшеклассник из города Челябинска создал робота-поводыря, который с помощью ультразвукового сенсора распознавал и «обходил» препятствия и даже умел «слышать» голосовые команды. Интересно то, что в своей работе Федор использовал материалы только отечественного производства.
Работа шестнадцатилетнего школьника из столицы Беларуси Александра Дубовицкого – робот-уборщик. Рукой-манипулятором детище Александра умеет вытирать пыль, подметать полы, убирать разбросанные игрушки и даже способен принести хозяину тапочки не хуже верного пса.
Какие профессии связаны с робототехникой?
Занятия ваших детей в секциях робототехники не пройдут даром, а для некоторых могут выступить и твердой качественной базой в будущей профессии.
Сегодня в образовательных учреждениях страны существуют специальности, напрямую связанные с конструированием роботов. Кем же может стать ваш ребенок в будущем?
Робототехником (создание технических систем и роботов). Такой специалист вправе работать в любом учреждении, где необходимы навыки технического конструирования и моделирования, – в медицинской и промышленной сферах, в военно-космической индустрии.
Проектировщиком техники для детей (разработка и создание игрушек и игр для детей с участием запрограммированных роботов).
Проектировщиком нейроинтерфейсов (разработка специальных систем, позволяющих специалисту управлять роботом и осуществлять контроль над его действиями).
Проектировщиком роботов для дома (создание роботов для выполнения домашних функций – пылесос, садовник, сиделка, няня, уборщик).
По мнению экспертов и такие профессии как инженер-робототехник, программист, IT-разработчик не потеряют своей востребованности и актуальности в ближайшие годы. Поэтому нужно помнить, что помочь ребенку сделать первый шаг на пути к профессии будущего – это важная миссия взрослых любящих людей!